Hydrapie

Was sind Hydrace?

Der Hydrapie, o Binärsäuren sind Verbindungen, die in Wasser gelöst sind, die aus Wasserstoff und einem nicht -metallischen Element bestehen: Wasserstoffhalogenide. Seine allgemeine chemische Formel kann als HX exprimiert werden, wobei H das Wasserstoffatom und x das nicht -metallische Element ist.

X kann zu Gruppe 17, Halogenen oder zu den Elementen der Gruppe 16 gehören, ohne Sauerstoff einzubeziehen. Im Gegensatz zu Oxoaziden fehlt Hydrociden Sauerstoff. Da Hydraceiden kovalente oder molekulare Verbindungen sind, muss die H-X-Verbindung berücksichtigt werden. Dies ist von großer Bedeutung und definiert die Merkmale jeder Hydratie.

H-X-Link

Allgemeine chemische Formel einer Hydratie. Quelle: Gabriel Bolívar

Was kann über den H-X-Link gesagt werden? Wie im überlegenen Bild zu sehen ist, gibt es ein permanentes Dipolmomentprodukt der verschiedenen Elektronegativitäten zwischen H und X. Da x normalerweise elektronegativer ist als H, zieht es seine elektronische Wolke an und endet mit einer negativen partiellen Belastung Δ-.

Stattdessen endet H, wenn er einen Teil seiner elektronischen Dichte zu X gibt, mit einer positiven partiellen Belastung δ+. Je negativer δ-, desto reichsten in Elektronen sind x und desto größer ist der elektronische Mangel von H. Je nachdem, welches Element x ist, kann eine Hydrogenz mehr oder weniger polar sein.

Das Bild zeigt auch die Struktur der Hydrociden. H-X ist ein lineares Molekül, das durch eines seiner Enden mit einem anderen interagieren kann. Je polarer es ist, HX, seine Moleküle werden mit größerer Kraft oder Affinität interagieren. Infolgedessen steigen seine Kochen- oder Fusionspunkte.

H-X-H-X-Wechselwirkungen bleiben jedoch schwach genug, um einen festen Hydrrace zu verursachen. Daher sind unter Druck und Umgebungstemperatur gasförmige Substanzen; mit Ausnahme von HF, das über 20 ° C verdunstet.

Weil? Weil HF in der Lage ist, starke Wasserstoffbrücken zu bilden. Während andere Hydrrazeides, deren nicht -metallische Elemente weniger elektronegativ sind, kaum in einer flüssigen Phase unter 0 ° C liegen können. HCL zum Beispiel bei -85º C ungefähr ca.

Sind hydrasfulsäurehaltige Substanzen? Die Antwort liegt in der positiven partiellen Belastung Δ+ auf dem Wasserstoffatom. Wenn Δ+ sehr groß oder die sehr schwache H-X-Bindung ist, ist HX eine starke Säure, wie dies bei allen Halogenhydracenen der Fall ist.

Eigenschaften von Hydrace

Physisch

Transparente Lösungen

Sichtbar alle Hydrociden sind transparente Lösungen, da HX in Wasser sehr löslich sind. Sie können gelbliche Töne entsprechend gelösten HX -Konzentrationen haben.

Sie rauchen

Dies bedeutet, dass sie dichte, ätzende und irritierende Dämpfe abgeben (einige von ihnen sind sogar Übelkeit). Dies liegt daran, dass HX -Moleküle sehr flüchtig sind und mit dem Wasserdampf, der die Lösungen umgeben. Zusätzlich sind HX in ihren wasserfreien Formen gasförmige Verbindungen.

Sie sind Stromleiter

Hydratie sind gute Stromleiter. Obwohl HX gasförmige Spezies für atmosphärische Bedingungen sind, füllen sie beim Auflösen in Wasser Ionen (H)⁺X^-), die den Durchgang des elektrischen Stroms ermöglichen.

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Die Siedepunkte sind höher als die ihrer wasserfreien Formen

Das heißt, HX (AC), das die Hydratie bezeichnet, kocht bei Temperaturen höher als HX (G). Zum Beispiel kocht Wasserstoffchlorid HCl (G), kocht bei -85 ° C, aber Hydrachlorsäure, seine Hydratie um 48 ° C.

Weil? Weil HX -Gasmoleküle von Wasser umgeben sind. Unter ihnen können gleichzeitig zwei Arten von Wechselwirkungen auftreten: HX - H Bridges₂Oder - HX oder Ionenlöser, h₃ENTWEDER⁺(Ac) und x^-(Ac). Diese Tatsache hängt direkt mit den chemischen Eigenschaften von Hydrace zusammen.

Chemikalien

Hydrakide sind sehr saure Lösungen, daher haben sie Säureprotonen H₃ENTWEDER⁺ verfügbar, um mit anderen Substanzen zu reagieren.

Wo entsteht H₃ENTWEDER⁺? Des Wasserstoffatoms mit einer positiven partiellen Belastung Δ+, die in Wasser dissoziiert und kovalent in ein Wassermolekül eingebaut wird:

HX (AC) + H₂O (l) x^-(Ac) + h₃ENTWEDER⁺(Ac)

Beachten Sie, dass die Gleichung einer Reaktion entspricht, die einen Gleichgewicht festlegt. Wenn die Bildung von x^-(Ac) + h₃ENTWEDER⁺(AC) ist thermodynamisch sehr beliebt, HX wird sein Wasserproton in Wasser versetzen; Und dann das mit h₃ENTWEDER⁺ Als neuer "Träger" können Sie mit einer anderen Verbindung reagieren, auch wenn letzteres keine starke Basis ist.

Das obige erklärt die sauren Eigenschaften von Hydrace. Dies geschieht für alle in Wasser gelösten HX; Einige erzeugen jedoch mehr saure Lösungen als andere. Für was ist das? Die Gründe können sehr kompliziert sein. Nicht alle HX (AC) bevorzugen das vorherige Gleichgewicht rechts, dh in Richtung X^-(Ac) + h₃ENTWEDER⁺(Ac).

Säure

Und die Ausnahme wird in fluorhorischer Säure HF (AC) beobachtet. Fluor ist sehr elektronegativ, verkürzen Sie daher den Abstand des H-X.

Ebenso hat der H-F-Link aus Gründen der Atomradios eine viel bessere Überschneidung. Andererseits sind die H-Cl-, H-BR- oder H-I-Verbindungen schwächer und tendenziell vollständig im Wasser dissoziieren.

Dies liegt daran, dass die anderen Halogene oder Calcogene (z. Infolgedessen zeigt die H-X-Verbindung die ärmste Orbitalüberlappung, da X größer ist, was wiederum eine Säurekraft aufweist, wenn sie mit Wasser in Kontakt stehen.

Auf diese Weise lautet die abnehmende Reihenfolge der Säure für Halogenhydrokids wie folgt: HF< HCl

Nomenklatur von Hydrocides

Wassere Form

In seinen wasserfreien Formen, HX (G), sollten sie als für Wasserstoffhalogenide diktiert erwähnt werden: Hinzufügen des Suffix -Aurochs Am Ende ihrer Namen.

Zum Beispiel besteht das HI (g) aus einem von Wasserstoff und Jod gebildeten Halogenid (oder Hydrid), daher lautet sein Name: yodAurochs von Wasserstoff. Da normalerweise Nicht -Metaler elektronegativer sind als Wasserstoff, hat es eine Oxidationszahl von +1. In Nah hingegen hat Wasserstoff eine Oxidationszahl von -1.

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Dies ist eine weitere indirekte Methode zur Unterscheidung molekularer Hydrors von Halogen- oder Wasserstoffhalogeniden von anderen Verbindungen.

Sobald HX (g) zwischen dem Kontakt mit Wasser als HX (AC) dargestellt wird und dann die Hydrokatie hat.

In wässriger Lösung

Um den Hydracy, HX (AC) zu ernennen, muss das Suffix ersetzt werden -Aurochs seiner wasserfreien Formen durch das Suffix -Wasser. Und sollte zuerst als Säuren erwähnt werden. Somit wird für das vorherige Beispiel der HI (AC) als: YOD -Säure benanntWasser.

Wie geht es Hydrace??

Direkte Auflösung von Wasserstoff halbogeniden

Hydrrazeids können durch einfache Auflösung ihrer entsprechenden Wasserstoffhalogenide in Wasser gebildet werden. Dies kann mit der folgenden chemischen Gleichung dargestellt werden:

Hx (g) => hx (ac)

HX (G) ist im Wasser sehr löslich, daher gibt es im Gegensatz zu seiner ionischen Dissoziation kein Gleichgewicht der Löslichkeit, um Säureprotonen freizusetzen.

Es gibt jedoch eine synthetische Methode, die bevorzugt wird, da sie als Rohstoffsalze oder Mineralien verwendet wird, wodurch sie bei niedrigen Temperaturen mit starken Säuren gelöst werden.

Auflösung von Nicht -Metallsalzen mit Säuren

Wenn Tischsalz, NaCl, sich mit konzentrierter Schwefelsäure auflöst, tritt die folgende Reaktion auf:

NaCl (s) +h₂SW₄(ac) => hcl (ac) +nahso₄(Ac)

Die Schwefelsäure spendet einen seiner Säureprotonen an Anionenchlorid -CL^-, So verwandeln Sie es in Salzsäure. Aus dieser Mischung kann es Wasserstoffchlorid entkommen, HCl (G), da es sehr flüchtig ist, insbesondere wenn seine Konzentration im Wasser sehr hoch ist. Das andere erzeugte Salz ist Natriumsäuresulfat, Nahso₄.

Eine andere Möglichkeit, es zu produzieren, besteht darin, Schwefelsäure durch konzentrierte Phosphorsäure zu ersetzen:

NaCl (s) + h₃Po₄(AC) => HCl (AC) + NaH₂Po₄(Ac)

Die h₃Po₄ reagiert auf die gleiche Weise wie h₂SW₄, Erzeugung von Salzsäure und Natriumdease -Phosphat produzieren. Der NaCl ist die Quelle des Cl -Anions^-, so dass es benötigt werden, um die anderen Hydracests, Salze oder Mineralien zu synthetisieren^-, Br^-, Yo^-, S^2-, usw.

Aber die Verwendung von H₂SW₄ oder h₃Po₄ Es wird von seiner oxidativen Kraft abhängen. Die h₂SW₄ Es ist ein sehr starkes Oxidationsmittel, bis zu dem Punkt, der sogar das BR oxidiert^- und ich^- zu seinen molekularen Formen BR₂ und ich₂; Das erste ist eine rötliche Flüssigkeit und der zweite ein lila Feststoff. Daher h₃Po₄ repräsentiert die bevorzugte Alternative in einer solchen Synthese.

Verwendung von Hydrace

Reiniger und Lösungsmittel

Hydrocide werden im Wesentlichen verwendet, um verschiedene Arten von Materie aufzulösen. Dies liegt daran, dass sie starke Säuren sind und in Maßen jede Oberfläche reinigen können.

Ihre Säureprotonen werden zu den Verbindungen von Unreinheiten oder Schmutz zugesetzt, wodurch sie in der wässrigen Umgebung löslich sind und dann vom Wasser gezogen werden.

Gemäß der chemischen Natur der Oberfläche kann ein Hydratie oder ein anderes verwendet werden. Zum Beispiel kann Fluorhorsäure nicht zum Reinigen von Glas verwendet werden, da sie sie in der Akt auflösen würde. Die Salzsäure wird verwendet, um Flecken auf den Poolfliesen zu entfernen.

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Sie sind auch in der Lage, Gesteine ​​oder feste Proben aufzulösen und dann für analytische oder Produktionszwecke zu kleinen oder großen Maßstäben zu verwenden. In der Ionenaustauschchromatographie wird verdünnte Salzsäure verwendet, um die verbleibende Ionensäule zu reinigen.

Säurekatalysatoren

Einige Reaktionen erfordern sehr saure Lösungen, um sie zu beschleunigen und die Zeit zu verkürzen, die sie stattfinden. Hier treten die Hydroziden ein.

Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung von Iarhydsäure in der Synthese von Gletscher Essigsäure. Die Ölindustrie benötigt auch einen Wasserwerk in Raffinerieprozessen.

Reagenzien für die Synthese organischer und anorganischer Verbindungen

Hydrocide liefern nicht nur Säureprotonen, sondern auch ihre jeweiligen Anionen. Diese Anionen können mit einer organischen oder anorganischen Verbindung reagieren, um ein bestimmtes Halogenid zu bilden.

Auf diese Weise Fluoride, Chloride, Jodid.

Diese Haluros können sehr unterschiedliche Anwendungen haben. Zum Beispiel können sie verwendet werden, um Polymere wie Teflon zu synthetisieren. oder Vermittler, aus denen Halogenatome in die molekularen Strukturen bestimmter Arzneimittel eingebaut werden.

Angenommen, das Molekül CH₃CH₂Oh, Ethanol, reagiert mit HCl auf Ethylchlorid:

CH₃CH₂Oh + hcl => ch₃CH₂Cl + H₂ENTWEDER

Jede dieser Reaktionen verbirgt einen Mechanismus und viele Aspekte, die in der organischen Synthese berücksichtigt werden.

Beispiele für Hydracests

Es gibt nicht viele Beispiele für Hydrocids, da die Anzahl der möglichen Verbindungen von Natur aus begrenzt ist. Aus diesem Grund sind einige zusätzliche Hydrocids nachstehend mit ihrer jeweiligen Nomenklatur (der Abkürzung (AC)) ignoriert:

HF, Fluorhorsäure

Binär Hydracide, dessen H-F-Moleküle starke Wasserstoffbrücken bilden, bis zu dem Punkt, dass es in Wasser eine schwache Säure ist.

H₂S, Sulfhydsäure

Im Gegensatz zu den bis dahin berücksichtigten Hydrociden ist es polyiatomisch, das heißt, es hat mehr als zwei Atome, es ist jedoch weiterhin binär, da es sich um zwei Elemente handelt: Schwefel und Wasserstoff.

Seine H-S-H-Winkelmoleküle bilden keine merklichen Wasserstoffbrücken und können durch ihre charakteristische Fäulnis von faulen Eiern nachgewiesen werden.

HCl, Salzsäure

Eine der bekanntesten Säuren in der Populärkultur. Es ist sogar Teil der Zusammensetzung von Magensaft, die im Magen vorhanden ist und zusammen mit Verdauungsenzymen die Nahrung beeinträchtigen.

HBR, Bromhydsäure

Als iarhydrische Säure besteht es in einer Gasphase aus H-BR-linearen Molekülen, die die H-Ionen dissoziieren⁺ (H₃ENTWEDER⁺) und br^- Wenn sie das Wasser betreten.

H₂Tee, Telürhydsäure

Obwohl das Telurio einen gewissen metallischen Charakter hat, verleiht seine Hydrogenz unangenehme und extrem giftige Dämpfe wie selenhydrische Säure.

Sowie die andere Hydratie von Spuren^2-, Seine Valencia ist also -2.

Verweise

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